Kysymys:
Merkitys atomirataalien kuvaamisesta
Jori
2014-06-06 03:44:52 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Orgaanisen kemian oppikirjassa oli osa atomirataita, jota en oikein ymmärtänyt. Ensin kirjoittaja selitti hieman Schrödinger-yhtälöstä, jonka ymmärsin olevan (epämääräisesti, he eivät menneet mihinkään yksityiskohtiin, edes jättämättä kaavaa kaikki yhdessä) yhtälö, joka kuvaa elektronin sijaintien todennäköisyyttä 3D-avaruudessa. $ \ Psi $ (ts. Schrödingerin yhtälö) voidaan ratkaista eri kvanttiluvuille, jotka edustavat vastaavasti eri kiertoratoja.

Tämä sai minut miettimään, mitä kuva (kuten alla) kiertoradasta todella kuvaa, koska ovat mahdollisuuksia, jotka kuvataan $ \ Psi $: lla, ei rajoilla. Paras arvaukseni oli, että tällainen kuva edustaa aluetta, jolla on suuret mahdollisuudet, esimerkiksi 90% tai enemmän, sisältää elektronin (en tiedä miten ne määrittävät muodon, mutta paras arvaukseni on jälleen tässä, että he ottavat vain ne todellisen kiertoradan osat, jotka lisäävät merkittävän prosenttiosuuden elektronin kokonaismahdollisuudesta, joka tosiasiassa on kuvatussa kiertoradassa).

Ovatko kaikki nämä oletukset oikeat?

Some orbitals

Kaksi vastused:
Eric Brown
2014-06-06 05:13:14 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Käymättä pitkään aaltofunktion keskusteluun yritän vastata lyhyesti kysymyksiisi:

1) Atomeille $ (Psi $) (likimääräinen) ratkaisu on tuote kahdesta toiminnosta:

  • säteittäiset komponentit (etäisyys ytimestä)
  • kulma- / pallomaiset komponentit (ytimen ympäri kulkeva käyttäytyminen, kuten leveys- ja pituuspiiri)

2) Koska kunkin komponentin radiaalikomponentit ulottuvat melko pitkälle ja hajoavat nollaan vain äärettömyydessä, olisi hyvin vaikeaa tehdä 3D-objektista piirros 2D-pinnalle, joka ei peitä piirteet, jotka olisivat lähempänä ydintä (kauempana silmästä) ilman vaihtelevaa läpinäkyvyyttä.

Pallomainen komponentti ratkaistaan ​​yleensä analyyttisesti käyttämällä kompleksilukuja (ts. a + b * i), mutta ne voidaan muunnetaan reaaliarvoiksi lineaarisilla yhdistelmillä. Joten kahden todellisen / kuvitteellisen "kanavan" sijasta voimme käyttää vain yhtä "todellista" kanavaa jokaiselle toiminnolle, 1s, 3dxy jne. Ne ovat usein värillisiä niin, että jos todellisen funktion merkki on positiivinen , se on esim punainen, muuten esim. sininen.

Tämäntyyppisten grafiikkojen toista ominaisuutta kutsutaan "isopinnaksi" - mikä tarkoittaa, kaaviota vain, jos funktion arvo on yhtä suuri kuin valittu arvo. Joskus valitun arvon oletetaan olevan "90% vastaavasta elektronitiheyden panoksesta tältä atomiradalta on suljettu" (mikä btw on $ \ Psi ^ * \ Psi $ tai yksinkertaisesti $ \ Psi ^ 2 $. Vaikka $ \ Psi $ voi olla todellinen / monimutkainen / negatiivinen / positiivinen (siksi sen edustamiseen tarvitaan kaikenlaisia ​​värejä ja "kanavia") elektronitiheys on positiivinen ja todellinen . Tämä on erittäin tärkeä, koska monimutkaiset suuruudet eivät ole havaittavissa, vaan ovat pikemminkin matemaattisia rakenteita (kulkuneuvoja) todellisten havaittavien asioiden, kuten elektronitiheyden, saavuttamiseksi.

Mutta käytännössä, jos haluat nähdä tiettyjä ominaisuuksia, kuten donitsi muodossa $ dz ^ 2 $, ihmiset pelaavat hieman nopeasti ja löysästi siitä, mikä on isosurface-arvon arvo.

Varjostus päällä antamasi pinnat voidaan tulkita väärin, koska värit eivät vastaa mitenkään piirrettävän funktion arvoa, vaan näyttävät olevan apu isopinnan volumetriselle renderöinnille, joka on jo asetettu joko absoluuttinen arvo tai atomirataalin neliö.

Huomaa lopuksi, että keskipiirroksessasi, joka lisää kaikki yksittäiset atomirataalit, olet alkamassa muodostaa pallon. Sillä oli parempi, koska atomit ovat itse asiassa pallomaisia! $ {} ^ {\ Dagger} $ Funktioiden muodollinen nimi on pallomainen harmoninen, ja funktioiden set esim $ p_x $, $ p_y $, $ p_z $ tai viisi $ d $ yhdessä muodostavat pallomaisen muodon.

$ {} ^ {\ dagger} $ olettaen, että ydin kvadrupoli on nolla

Joissakin teksteissä olen nähnyt yhden lohkon varjostetun ja yhden lohkon varjostamattoman; näiden tekstien mukaan varjostus erottaa aaltofunktion kaksi merkkiä (positiivinen ja negatiivinen). Etkö ole varma, kuinka paljon tämä auttaa, kun melkein kaikki muu aaltofunktiota ei huomioida.
@Dissenter Kun piirrät funktion polaariset tai pallomaiset koordinaatit kuten $ r = f (\ theta) $, et voi erottaa f: ää positiivisesta f: stä negatiiviseksi. Katsotaan kiertoradaa $ d_ {z ^ 2} $ 3cos ^ 2 \ theta-1 $, negatiiviset arvot ovat donitsiosa, loput ovat positiivisia.
Oikea; pallomaisilla kiertoradoilla on vain yksi lohko.
mepkn
2014-06-06 09:25:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ymmärrän kiertoradat on yksinkertaisesti se, että ELEKTRONIT eivät voi olla teräväkärkisiä tarkasti, koska ne ovat jatkuvassa liikkeessä ja myöskään kiinteällä pyöreällä polulla (kuten Bohr oli kuvannut), joten on käytännössä mahdotonta tietää missä elektroni on atomissa. Joten tutkija löysi keinon torjua tätä ongelmaa tarjoamalla toinen malli - atomin MEKAANINEN MITTAMALLI, jossa kiertoradoilla olevien elektronien sijasta todettiin, että elektronilla on mahdollisuus, että se voi asua tietyllä alueella - mitä kutsumme kiertoradoina. On varsin mielenkiintoista huomata, että elektronin löytämisen todennäköisyydestä ei koskaan tule 0, mikä tarkoittaa, että USA: n atomilla voi olla elektroninsa Australiassa (ainakin teoriassa).



Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 3.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...